以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、本発明が適用された画像形成装置および帯電装置として、電子写真方式を採用したいわゆるタンデム型のカラープリンターおよびこれに具備された帯電装置を例示して説明を行なう。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における画像形成装置の概略図であり、図2は、図1に示す作像部の模式図である。まず、これら図1および図2を参照して、本実施の形態における画像形成装置1の概略的な構成について説明する。
図1に示すように、画像形成装置1は、装置本体2と、給紙ユニット9とを主として備えている。装置本体2は、用紙Sに画像を形成するための部位である画像形成部2Aと、画像形成部2Aに用紙Sを供給するための部位である給紙部2Bとを含んでいる。給紙ユニット9は、画像形成部2Aに供給するための用紙Sを収納するものであり、給紙部2Bに着脱自在に設けられている。
画像形成装置1の内部には、上述した画像形成部2Aおよび給紙部2Bに跨って各種のローラー3aが設置されており、これにより用紙Sが所定の方向に沿って搬送される搬送路3bが構築されている。また、図中に示すように、給紙部2Bには、画像形成部2Aに用紙Sを供給するための手差しトレイ9aが別途設けられていてもよい。
画像形成部2Aは、各色のトナー像を形成可能な作像部4と、作像部4に含まれる回転可能に構成された感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)(いずれも図2参照)を露光するための露光ユニット5と、作像部4に懸架された中間転写ベルト6aと、搬送路3b上であってかつ中間転写ベルト6aの走路上に設けられた転写部6と、転写部6よりも下流側の部分の搬送路3b上に設けられた定着部7と、画像形成装置1の全体的な動作を制御する制御部8とを主として備えている。
図2に示すように、作像部4は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の各色のトナー像を形成する作像ユニット4(Y),4(M),4(C),4(K)を有している。
作像ユニット4(Y),4(M),4(C),4(K)は、それぞれ、感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)と、当該感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)の回転方向に沿って上流側からその周囲に順に配置された帯電装置100(Y),100(M),100(C),100(K)、現像装置11(Y),11(M),11(C),11(K)、一次転写ローラー12(Y),12(M),12(C),12(K)およびクリーニング装置13(Y),13(M),13(C),13(K)とによって構成されている。
感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)と一次転写ローラー12(Y),12(M),12(C),12(K)との間には、それぞれ上述した中間転写ベルト6aが挿通されており、当該中間転写ベルト6aは、感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)の各々に当該部分において接している。
トナー像の形成に際しては、まず、帯電装置100(Y),100(M),100(C),100(K)によって感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)の表面がそれぞれ帯電した状態とされる。ここで、帯電装置100(Y),100(M),100(C),100(K)は、いずれも後述する本実施の形態における帯電装置100Aによって構成されているが、その詳細な構成については、後述することとする。
次に、露光ユニット5によって露光Lが感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)の表面にそれぞれ照射されることで感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)の表面にそれぞれ静電潜像が書き込まれる。
次に、現像装置11(Y),11(M),11(C),11(K)によって感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)の表面にそれぞれ対応した色のトナーが供給されることで感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)の表面に静電潜像に応じたトナー像がそれぞれ形成される。
感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)の表面に形成されたトナー像は、その後、一次転写ローラー12(Y),12(M),12(C),12(K)によって中間転写ベルト6aにそれぞれ転写される(いわゆる一次転写)。
その後、感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)の表面に残留するトナーがクリーニング装置13(Y),13(M),13(C),13(K)によってそれぞれ掻き取り除去される。
これにより、中間転写ベルト6aの表面には、作像ユニット4(Y),4(M),4(C),4(K)によって各色のトナー像が重ね書きされることになり、カラートナー像が形成されることになる。なお、作像ユニット4(K)のみが使用された場合には、中間転写ベルト6aの表面には、モノクロトナー像が形成されることになる。
中間転写ベルト6aは、その表面に形成されたカラートナー像あるいはモノクロトナー像を転写部6へと移送し、給紙部2Bから転写部6へと搬送されてきた用紙Sとともに転写部6において一対の二次転写ローラーによって圧接される。これにより、中間転写ベルト6aの表面に形成されたカラートナー像あるいはモノクロトナー像が用紙Sへと転写される(いわゆる二次転写)。
カラートナー像あるいはモノクロトナー像が転写された用紙Sは、その後、定着部7によって加圧および加熱される。これにより、用紙S上にカラー画像あるいはモノクロ画像が形成されることになる。その後、当該カラー画像あるいはモノクロ画像が形成された用紙Sは、搬送路3bを経由して装置本体2から排出される。
ここで、上述した作像ユニット4(Y),4(M),4(C),4(K)は、相互に基本的に同様の構成を有するものであるため、以下においては、これら作像ユニット4(Y),4(M),4(C),4(K)に含まれる感光体10(Y),10(M),10(C),10(K)を特に区別することなく、単に感光体10として表記し、また、これら作像ユニット4(Y),4(M),4(C),4(K)に含まれる帯電装置100(Y),100(M),100(C),100(K)を特に区別することなく、本実施の形態における帯電装置100Aとして表記することで、その説明を行なう。
図3は、本実施の形態における帯電装置が画像形成装置に取付けられた状態を示す模式平面図である。次に、この図3を参照して、本実施の形態における帯電装置100Aの概略的な構成について説明する。
図3に示すように、帯電装置100Aは、帯電ローラー110Aと、一対の軸支部120と、一対の押圧部130と、一対の接点140とを主として備えている。
帯電ローラー110Aは、略円柱状の外形を有している。帯電ローラー110Aは、一対の軸支部120によって軸支されることにより、その軸心を回転中心として(すなわち、図中に示す回転軸RA110を回転中心として)回転可能に構成されている。
一対の軸支部120は、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端部を支持することで帯電ローラー110Aを回転可能に軸支している。一対の軸支部120の各々は、たとえば樹脂製の部材からなり、特に高摺動性かつ高強度の樹脂材料にて構成されていることが好ましい。当該観点から、一対の軸支部120は、たとえばポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂およびポリアミドイミド樹脂のいずれかまたはそれらに摺動性および強度向上のための各種の添加剤が添加された樹脂等にて構成される。
なお、帯電ローラー110Aは、その一対の軸方向端部が一対の軸支部120によって軸支されることにより、径方向において一対の軸支部120に対向する一対の第1領域R1と、軸方向においてこの一対の第1領域R1の間に位置する第2領域R2とを有することになる。すなわち、帯電ローラー110Aの第2領域R2は、径方向において一対の軸支部120のいずれにも対向していない。
一対の押圧部130は、一対の軸支部120を付勢することで帯電ローラー110Aを被帯電体としての感光体10に向けて押圧するものである。一対の押圧部130の各々は、たとえばバネ等にて構成することができる。
一対の接点140は、バネ弾性を有する金属製の端子からなり、帯電ローラー110Aに所定の電圧を供給するためのものである。一対の接点140は、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端面に当接しており、これにより帯電ローラー110Aには、帯電バイアスが印加されることになる。
ここで、帯電バイアスとしては、直流バイアスのみが印加されるように構成されていてもよいし、直流バイアスに交流バイアスが重畳したバイアスが印加されるように構成されていてもよい。通常、直流バイアスのみが印加される場合には、帯電ローラー110Aに対して0.8[kV]以上1.4[kV]以下程度の電圧が供給され、直流バイアスに交流バイアスが重畳したバイアスが印加される場合には、帯電ローラー110Aに対して最大で2[kV]程度の電圧が供給されることになる。
なお、本実施の形態における帯電装置100Aにおいては、リークの発生を抑制する観点から、帯電ローラー110Aと感光体10との間の空間における電界強度が1.5[kV/mm]以下(より好ましくは、1.3[kV/mm]以下)となるように、帯電ローラー110Aに電圧が供給される。
このように構成された帯電装置100Aは、帯電ローラー110Aが感光体10の外周面10aに当接するように、画像形成装置1に取付けられる。すなわち、帯電ローラー110Aが一対の軸支部120と感光体10との間において挟み込まれるように配置されるとともに、一対の軸支部120が感光体10側に向けて付勢されるように一対の押圧部130が配置されることにより、帯電ローラー110Aが感光体10の外周面10aに当接するように構成される。
感光体10は、略円柱状の外形を有しており、その軸心を回転中心として(すなわち、図中に示す回転軸RA10を回転中心として)図示しない駆動モーター等によって図中に示す矢印DR10方向に回転駆動される。これにより、感光体10の外周面10aに当接した帯電ローラー110Aは、感光体10の回転に伴って図中に示す矢印DR110方向に従動回転することになる。ここで、上述したように帯電ローラー110Aに所定の帯電バイアスが印加されることにより、帯電ローラー110Aの第2領域R2に対応する部分の感光体10の外周面10aが帯電することになる。
なお、画像形成装置に取付けられる帯電装置は、必要に応じてその交換が求められる場合がある。そのため、交換作業の利便性を考慮し、一般的には、帯電ローラーのみならず、帯電装置の全体が画像形成装置にその取付けおよび取外しが可能となるように、画像形成装置および帯電装置が構成される場合が多い。本実施の形態における画像形成装置1および帯電装置100Aにおいても、帯電装置100Aの全体の交換が可能となるように構成されている。
ここで、本実施の形態における帯電装置100Aは、後述するように、画像形成装置1に取付けられた状態においてまず予備回転動作が実行されるように企図されたものであり、予備回転動作前と予備回転動作後とにおいて、帯電装置100Aの構成が僅かながら相違する。そのため、以降の説明においては、予備回転動作前の状態(すなわち未使用状態)と、予備回転動作後の状態(すなわち使用状態)とのそれぞれに分けて、帯電装置100Aのより詳細な構成について説明する。
図4は、図3に示す帯電ローラーの未使用状態の模式断面図である。まず、未使用状態における帯電ローラー110Aの構成について詳説する。
図4に示すように、帯電ローラー110Aは、導電性シャフト111と、一対の端部被覆部112と、高抵抗被膜113とを有している。
導電性シャフト111は、外周面111aおよび一対の軸方向端面111bを含む円柱状の外形を有している。導電性シャフト111は、電気的抗が低くかつ高強度の材料にて構成されていることが好ましい。当該観点から、導電性シャフト111は、たとえば耐腐食性に優れかつ金属疲労の少ないステンレス鋼にて構成される。
導電性シャフト111の直径は、たとえば画像形成装置1にて印刷可能な最大用紙サイズがA4サイズである場合には、約6[mm]とされる。また、導電性シャフト111としては、感光体10に対する帯電の均一性を確保するために、その外周面111aに打痕等の傷のないものを使用することが好ましく、その表面粗さは、たとえば3.2S以下のものが利用される。
なお、導電性シャフト111は、帯電装置100Aが画像形成装置1に取付けられた状態において、上述した第1領域R1と第2領域R2とに跨って位置する大きさ(すなわち軸方向長さ)を有するように構成される。
一対の端部被覆部112は、導電性シャフト111の一対の軸方向端部を覆うように設けられている。より詳細には、一対の端部被覆部112は、導電性シャフト111の一対の軸方向端部において、導電性シャフト111の外周面111aに接してこれを覆っている。一対の端部被覆部112の各々は、導電性シャフト111の軸方向に沿った内側端部P1を有しており、当該内側端部P1から導電性シャフト111の軸方向の外端P2にまで達するように連続して延在している。
一対の端部被覆部112の各々の内側端部P1寄りの部分には、テーパー部112aが形成されている。テーパー部112aは、導電性シャフト111の軸方向の中央部側に向かうにつれてその厚みが徐々に減ずる傾斜形状の部位であり、当該テーパー部112aの先端部分が、上述した内側端部P1に該当している。
さらに、一対の端部被覆部112の各々には、導電性シャフト111の上述した外端P2を超えて導電性シャフト111の軸方向端面111bの外周縁部にまで達するように連続して延びる延設部112bが設けられている。当該延設部112bには、導電性シャフト111の軸方向端面111bの一部を露出させるための開口部112cが設けられている。
一対の端部被覆部112は、絶縁性または高抵抗の部材にて構成されていることが必要であり、さらに高抵抗被膜113よりも高摺動性かつ高強度の部材にて構成されていることが必要である。さらには、一対の端部被覆部112は、ヤング率が大きい樹脂材料にて構成されていることが好ましい。当該観点から、一対の端部被覆部112は、たとえばポリエステル樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ポリテレフタル酸エチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂およびポリテトラフルオロエチレン樹脂のいずれかにて構成される。特に、軸支部120を介して押圧部130によって押圧された際に、その変形量がより小さく抑えることができるように、一対の端部被覆部112は、ポリアセタール樹脂またはポリエチレン樹脂にて構成されることが好ましい。
一対の端部被覆部112は、たとえば導電性シャフト111の一対の軸方向端部に、カップ状に予め成形された樹脂製の部材を嵌め込み、当該樹脂製の部材を加熱することによって導電性シャフト111の一対の軸方向端部にこれを組付けることで形成できる。その場合には、一対の端部被覆部112は、これらを導電性シャフト111に密着させる観点から、熱収縮性を有する部材にて構成されていることが好ましく、たとえばポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ポリテレフタル酸エチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂およびポリテトラフルオロエチレン樹脂のいずれかにて構成されることが好ましい。
また、一対の端部被覆部112は、体積抵抗率が1011[Ω・cm]以上であることが好ましい。このように構成することにより、当該端部被覆部112を介して過大な電流が流れることが抑制できる。
また、一対の端部被覆部112は、モース硬度が2以上4以下であることが好ましい。このように構成することにより、当該端部被覆部112の耐摩耗性が向上し、帯電装置100Aの長寿命化を図ることができる。
さらに、一対の端部被覆部112は、不織布に対する摩擦係数が0.29以下であることが好ましい。このように構成することにより、当該端部被覆部112の軸支部に対する摺動性が向上することで帯電ローラー110Aの感光体10に対する従動性を確保することができ、感光体10をより均一に帯電させることが可能になる。ここで、一対の端部被覆部112の不織布に対する摩擦係数が0.29以下であることにより、帯電ローラー110Aの感光体10に対する従動性が確保可能になる点は、後述する第1検証試験の結果に基づいて得られた知見である。
なお、一対の端部被覆部112は、帯電装置100Aが画像形成装置1に取付けられた状態において、導電性シャフト111の上述した第1領域R1に該当する部分を覆うように構成されている。
高抵抗被膜113は、導電性シャフト111のほぼ全体を覆うように設けられている。より詳細には、高抵抗被膜113は、導電性シャフト111の一対の軸方向端部の間に位置する部分(すなわち、導電性シャフト111の一対の端部被覆部112によって覆われた部分の間に位置する部分)の外周面111aに接してこれを覆うとともに、一対の端部被覆部112の外周面112dに接してこれを覆うように、連続して延在している。
これにより、帯電ローラー110Aの外周面は、高抵抗被膜113の外周面113dによって規定されることになり、一対の端部被覆部112の内側端部P1は、高抵抗被膜113によって覆われることになる。
高抵抗被膜113は、高分子型イオン導電剤が分散した熱可塑性樹脂組成物によって構成されている。熱可塑性樹脂組成物は、たとえばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン樹脂およびその共重合体樹脂のいずれかにて構成される。高分子型イオン導電剤は、たとえばポリエーテルエステルアミド成分を含有する高分子化合物にて構成される。
ここで、ポリエーテルエステルアミドは、イオン導電性の高分子材料であり、マトリックスポリマー中に分子レベルで均一に分散されて固定化される。これにより、ポリエーテルエステルアミド成分を含有する高分子化合物では、金属酸化物、カーボンブラック等の電子伝導性導電剤を分散させた組成物にみられるような分散不良に伴う抵抗値のばらつきが生じず、また高分子材料であることに伴い、ブリードアウトも生じ難くなる。
高抵抗被膜113の厚みは、10[μm]以上270[μm]以下であり、好ましくは、10[μm]以上170[μm]以下である。これは、高抵抗被膜113の厚みが小さければ小さい程、製造時において高抵抗被膜113にピンホールが生じ易くなり、これによってリークが発生し易くなるためであり、これを回避するためには、10[μm]以上の厚みとすることが好ましいためである。また、高抵抗被膜113の厚みが大きければ大きい程、製造時において高抵抗被膜113の厚みにばらつきが生じ易くなり、これによって帯電ムラが発生し易くなるためであり、これを回避するためには、270[μm]以下(より好適には170[μm]以下)の厚みとすることが好ましいためである。
高抵抗被膜113は、被膜材料を有機溶媒に溶解させた溶液を調製し、これをディッピング、スプレーコート、ロールコート等の塗布法を用いて導電性シャフト111に塗布することで形成できる。その際、予め導電性シャフト111に一対の端部被覆部112を設けておくことにより、高抵抗被膜113を当該一対の端部被覆部112を覆うように形成することができる。
このように形成された高抵抗被膜113は、一対の端部被覆部112の各々のテーパー部112aを覆う部分において、傾斜部113aを有することになる。この傾斜部113aが形成された部分においては、高抵抗被膜113の外周面113dによって規定される帯電ローラー110Aの外径が、導電性シャフト111の軸方向の中央部側に向かうにつれて徐々に減ずることになる。
さらに、高抵抗被膜113の一対の軸方向端部には、導電性シャフト111の上述した外端P2を超えて導電性シャフト111の軸方向端面111bの外周縁部にまで達するように連続して延びる延設部113bが設けられている。当該延設部113bには、導電性シャフト111の軸方向端面111bの一部を露出させるための開口部113cが設けられている。
高抵抗被膜113の外周面113dの表面粗さは、感光体10に対する帯電の均一性を確保するために、JIS B 0601:2001に規定される十点平均粗さRzが10[μm]以下となるように構成されていることが好ましい。
なお、高抵抗被膜113は、帯電装置100Aが画像形成装置1に取付けられた状態において、導電性シャフト111の上述した第1領域R1および第2領域R2に該当する部分に跨ってこれらを覆うように構成されている。
ここで、一対の端部被覆部112の厚みは、高抵抗被膜113の厚みよりも小さく構成されている。より詳細には、導電性シャフト111の外周面111aに接してこれを覆う部分の高抵抗被膜113の厚みT1は、導電性シャフト111の外周面に接してこれを覆う部分の一対の端部被覆部112の厚みT2よりも小さく構成されている(すなわち、T1>T2)。
以上において説明したように、未使用状態における帯電ローラー110Aにおいては、導電性シャフト111の一対の軸方向端部において、導電性シャフト111の外周面111aが一対の端部被覆部112によって覆われており、一対の端部被覆部112によって覆われた部分の間に位置する部分の導電性シャフトの111の外周面111aが高抵抗被膜113によって覆われており、さらに、一対の端部被覆部112の外周面112dが高抵抗被膜113によって覆われている。
ここで、高抵抗被膜113は、一対の端部被覆部112によって覆われた部分の間に位置する部分の導電性シャフトの111の外周面111aと、一対の端部被覆部112の外周面112dとに跨って連続して延在するように設けられており、これにより、一対の端部被覆部112の各々の導電性シャフト111の軸方向に沿った内側端部P1が、高抵抗被膜113によって覆われている。
また、一対の端部被覆部112の厚みT2は、高抵抗被膜113の厚みT1よりも小さく構成されている。
さらに、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端面111bは、これを覆う一対の端部被覆部112の延設部112bの各々に設けられた開口部112c、および、これを覆う高抵抗被膜113の一対の延設部113bの各々に設けられた開口部113cを介して外部に露出しており、これにより当該一対の軸方向端面111bには、それぞれ露出領域111cが形成されている。当該一対の露出領域111cには、上述した一対の接点140が接触配置される。
このように構成された未使用状態における帯電ローラー110Aを含む帯電装置100Aにおいては、上述したように、画像形成装置1に取付けられた状態においてまず予備回転動作が実行される。当該予備回転動作は、画像形成を行なうに先立って、感光体10を所定時間だけまたは所定回数だけ回転させる動作であり、これにより帯電ローラー110Aが従動回転することになる。
この予備回転動作は、たとえば画像形成装置1に設けられた制御部8が、当該画像形成装置1に帯電装置が取付けられたことを検知する信号を受け取った場合に、感光体10を駆動する駆動モーター等を駆動することで実行される。当該信号は、画像形成装置1に帯電装置が取付けられたことを自動的に検知する各種のセンサ等からなる検知部にて生成されるように構成されていてもよいし、押しボタン等の入力部が操作されることで当該信号が生成されるように構成されていてもよい。検知部にて当該信号を生成する場合には、画像形成装置1に取付けられた帯電装置が新品(すなわち未使用品)であることが検知可能となるように、画像形成装置1が構成されていることが好ましい。
この予備回転動作の際には、上述したように一対の軸支部120によって軸支される部分の帯電ローラー110Aの外周面が、高抵抗被膜113によって規定されているため、この部分の高抵抗被膜113が軸支部120と摺接することになる。ここで、高抵抗被膜113は、薄く脆弱であるため、軸支部120との間の摩擦によって擦り切れ、高抵抗被膜113の内側に位置する一対の端部被覆部112が露出することになる。
そのため、予備回転動作後における画像形成時においては、一対の端部被覆部112が露出することになり、当該一対の端部被覆部112と一対の軸支部120とが摺接することになる。以下、この点についてより詳細に説明する。
図5は、図3に示す帯電装置が画像形成装置に取付けられた状態を示す図であり、図5(A)は、要部の予備回転動作前の状態を示す模式断面図、図5(B)は、要部の予備回転動作後の状態を示す模式断面図である。また、図6は、図3に示す帯電装置の軸支部近傍の概略斜視図である。なお、図5および図6においては、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端部のうちの一方側のみを図示している。
図5(A)および図5(B)に示すように、本実施の形態における帯電装置100Aにおいては、一対の端部被覆部112の各々の内側端部P1が、導電性シャフト111の一対の第1領域R1に該当する部分と導電性シャフト111の第2領域R2に該当する部分との境界位置の各々に合致するように配置されている。これにより、一対の端部被覆部112は、帯電ローラー110Aの軸方向において第1領域R1にのみ配置されている。
ここで、帯電ローラー110Aは、上述したように、その一対の軸方向端部が一対の軸支部120によって回転可能に軸支されている。この一対の軸支部120は、帯電ローラー110Aをその径方向において保持しているとともにその軸方向においても保持している。
より詳細には、図5(A)、図5(B)および図6に示すように、一対の軸支部120の各々は、帯電ローラー110Aの軸方向端部の外周面に摺接する摺接面121aを規定するベース部121と、帯電ローラー110Aの軸方向端面に対向するとともに摺接面121aに連続する閉塞面122aを規定する端壁部122とを有している。
一対の軸支部120の各々が有するこれら摺接面121aおよび閉塞面122aによって規定される空間には、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端部が挿入されており、これにより帯電ローラー110Aが、一対の軸支部120によって回転可能に軸支されている。
このうち、ベース部121の感光体10側に配置される部分には、切り欠き部が設けられており、この切り欠き部を介して上述した摺接面121aおよび閉塞面122aによって規定される空間が、外部に向けて開放されている。上述した帯電ローラー110Aは、その一部がこの切り欠き部を介して軸支部120から食み出すように配置されており、これにより、軸支部120が感光体10に接触することなく帯電ローラー110Aが感光体10に当接することになる。
なお、閉塞面122aを規定する部分の端壁部122の所定位置には、貫通孔形状の窓部122bが設けられている。当該窓部122bには、上述した接点140が挿入されており、これにより当該接点140が導電性シャフト111の露出領域111cに接触することになる。
ここで、図5(A)に示すように、予備回転動作前の状態においては、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端部においてのみ、帯電ローラー110Aと感光体10とが接触しており、当該一対の軸方向端部を除く部分においては、帯電ローラー110Aと感光体10とが非接触となる。
これは、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端部の各々にのみ端部被覆部112が設けられているためである。そのため、この予備回転動作前の状態においては、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1と端部被覆部112の厚みT2との和に応じた距離に保たれることになる。
また、この予備回転動作前の状態においては、帯電ローラー110Aのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dを覆う部分の高抵抗被膜113が、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aに対向した状態となる。
この状態において予備回転動作が実行されることにより、帯電ローラー110Aのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dを覆う部分の高抵抗被膜113が、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aと摺接することになり、これによって当該部分の高抵抗被膜113が擦り切れることになり、一対の端部被覆部112の外周面112dが一部において露出することになる。
ここで、擦り切れることで帯電ローラー110Aから分離した高抵抗被膜113の残骸は、感光体10や帯電ローラー110Aに付着することで画像形成の際の画像品位の低下を引き起こす可能性がある。たとえば、高抵抗被膜113の残骸が、感光体10に付着した場合には、これが現像装置やクリーニング装置に混入したり中間転写ベルト等に移動したりすることにより、画像形成の不具合の原因となる。そのため、本実施の形態における帯電装置100Aにおいては、この高抵抗被膜113の残骸が、適切に除去されることとなるように構成されている。
具体的には、図6に示すように、軸支部120の上述した摺接面121aの所定位置には、帯電ローラー110Aの軸方向(すなわち、図中に示す回転軸RA110の延在方向)に対して斜行する溝121bが設けられている。この溝121bは、高抵抗被膜113の残骸を捕捉するためのものである。
また、この溝121bは、当該溝121bの延在方向に位置する一端部および他端部のうち、端壁部122側に位置する端部である一端部が、他端部よりも帯電ローラー110Aの回転方向(すなわち、図中に示す矢印DR110方向)における上流側に位置することとなるように、斜行して形成されている。
このように構成することにより、溝121bで捕捉された高抵抗被膜113の残骸は、帯電ローラー110Aが回転することによって溝121bの延在方向に沿って上記他端部側に向けて移送されることになり、最終的に当該溝121bから外部へと排出される。したがって、高抵抗被膜113の残骸が、感光体10および帯電ローラー110Aに付着することが防止でき、画像品位の低下を抑制することができる。
また、ベース部121の感光体10側に配置される一対の端面121c1,121c2のうち、帯電ローラー110Aの回転方向(すなわち、図中に示す矢印DR110方向)における下流側に位置する端面121c2は、帯電ローラー110Aの回転方向における上流側に位置する端面121c1よりも、感光体10から遠ざかって配置されるように後退して設けられている。
このように構成することにより、上述した溝121bで捕捉しきれなかった高抵抗被膜113の残骸は、当該ベース部121の端面121c2上において貯留されることになり、高抵抗被膜113の残骸が、感光体10および帯電ローラー110Aに付着することが防止でき、画像品位の低下を抑制することができる。
図5(B)に示すように、予備回転動作後の状態においては、上述したように、一対の端部被覆部112の外周面112dの一部が露出することになり、この端部被覆部112の露出した外周面112dと、軸支部120の摺接面121aとが対向した状態となる。
この予備回転動作後の状態においては、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端部を除く部分においてのみ、帯電ローラー110Aと感光体10とが接触しており、当該一対の軸方向端部においては、帯電ローラー110Aと感光体10とが非接触となる。
これは、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端部に位置する部分の高抵抗被膜113が、予備回転動作によって擦り切れるためであり、また、一対の端部被覆部112の厚みT2が、高抵抗被膜113の厚みT1よりも小さく構成されているためである。そのため、この予備回転動作後の状態においては、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1に応じた距離に保たれることになる。
この状態において画像形成のために感光体10が回転駆動された場合には、帯電ローラー110Aのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dが、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aと摺接することになるが、当該一対の端部被覆部112は、上述したように高抵抗被膜113よりも高摺動性かつ高強度の部材にて構成されているため、これが擦り切れることはなく、帯電ローラー110Aは、スムーズに従動回転することになる。
ここで、高抵抗被膜113のうちの上述した傾斜部113aに該当する部分は、そのうちの一部(すなわち、帯電ローラー110Aの径方向において、端部被覆部112よりも外側に位置する部分)が予備回転動作によって擦り切れることになるが、そのうちの一部(すなわち、帯電ローラー110Aの径方向において、端部被覆部112よりも内側に位置する部分)は、擦り切れることなく残留する。したがって、予備回転動作後の状態においては、一対の端部被覆部112の各々のテーパー部112aは、高抵抗被膜113の残留部113eによって覆われた状態に維持される。
そのため、予備回転動作後の状態においても、一対の端部被覆部112の各々の導電性シャフト111の軸方向に沿った内側端部P1は、高抵抗被膜113によって覆われた状態に維持されることになる。
以上により、予備回転動作後の状態において、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端部において導電性シャフト111が露出することなく、導電性シャフト111が軸方向に沿って一対の端部被覆部112および高抵抗被膜113によって連続的に覆われた状態が実現できることになり、当該部分におけるリークの発生が抑制可能になる。
さらには、導電性シャフト111の一対の軸方向端面においても、その外周縁が一対の端部被覆部112の延設部112bおよび高抵抗被膜113の一対の延設部113bによって覆われた状態にあるため、感光体10と導電性シャフト111との間の沿面距離を確保することができ、当該部分においてもリークの発生が抑制可能になる。
そのため、上記構成を採用することにより、帯電ローラー110Aに導電性ゴム層が設けられないことによって帯電ローラー110Aを小径化することが可能になり、また、帯電ローラー110Aの一対の軸方向端部にそれぞれ端部被覆部112を設けることによって帯電ローラー110Aの軸方向端部におけるリークの発生が抑制できることになる。したがって、小型化が可能であり、かつ、帯電ローラーの軸方向端部におけるリークの発生が抑制できる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置とすることができる。
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2における帯電装置が画像形成装置に取付けられた状態を示す図であり、図7(A)は、要部の予備回転動作前の状態を示す模式断面図、図7(B)は、要部の予備回転動作後の状態を示す模式断面図である。以下、この図7を参照して、本実施の形態における帯電装置100Bについて説明する。なお、本実施の形態における帯電装置100Bは、上述した実施の形態1における画像形成装置1に対して、上述した帯電装置100Aに代えて取付けられるものである。
図7(A)および図7(B)に示すように、本実施の形態における帯電装置100Bは、上述した実施の形態1における帯電装置100Aと比較した場合に、帯電ローラー110Bの構成においてのみ相違しており、具体的には、一対の端部被覆部112の厚みが異なる点においてのみその構成が相違している。
より詳細には、一対の端部被覆部112の厚みT2は、高抵抗被膜113の厚みと同じに構成されている。より詳細には、導電性シャフト111の外周面111aに接してこれを覆う部分の高抵抗被膜113の厚みT1は、導電性シャフト111の外周面に接してこれを覆う部分の一対の端部被覆部112の厚みT2と同じに構成されている(すなわち、T1=T2)。
この場合、図7(A)に示すように、予備回転動作前の状態においては、帯電ローラー110Bの一対の軸方向端部においてのみ、帯電ローラー110Bと感光体10とが接触しており、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1と端部被覆部112の厚みT2との和に応じた距離に保たれることになる。
この状態において予備回転動作が実行されることにより、帯電ローラー110Bのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dを覆う部分の高抵抗被膜113が、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aと摺接することになり、これによって当該部分の高抵抗被膜113が擦り切れることになり、一対の端部被覆部112の外周面112dが一部において露出することになる。
図7(B)に示すように、予備回転動作後の状態においては、一対の端部被覆部112の外周面112dの一部が露出することになり、この端部被覆部112の露出した外周面112dと、軸支部120の摺接面121aとが対向した状態となる。
この予備回転動作後の状態においては、帯電ローラー110Bの軸方向に沿って帯電ローラー110Aと感光体10とが接触することになり、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、一対の端部被覆部112の厚みT2(当該厚みT2は、高抵抗被膜113の厚みT1と同じである)に応じた距離に保たれることになる。
また、一対の端部被覆部112の各々のテーパー部112aは、高抵抗被膜113の残留部113eによって覆われた状態となり、一対の端部被覆部112の各々の導電性シャフト111の軸方向に沿った内側端部P1は、高抵抗被膜113によって覆われた状態に維持されることになる。
この状態において画像形成のために感光体10が回転駆動された場合には、帯電ローラー110Bのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dが、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aと摺接することになり、これが擦り切れることはなく、帯電ローラー110Bは、スムーズに従動回転することになる。
以上により、予備回転動作後の状態において、帯電ローラー110Bの一対の軸方向端部において導電性シャフト111が露出することなく、導電性シャフト111が軸方向に沿って一対の端部被覆部112および高抵抗被膜113によって連続的に覆われた状態が実現できることになり、当該部分におけるリークの発生が抑制可能になる。
したがって、本実施の形態における帯電装置100Bおよびこれを備えた画像形成装置1とした場合にも、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果が得られることになり、小型化が可能であり、かつ、帯電ローラーの軸方向端部におけるリークの発生が抑制できる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置とすることができる。
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3における帯電装置が画像形成装置に取付けられた状態を示す図であり、図8(A)は、要部の予備回転動作前の状態を示す模式断面図、図8(B)は、要部の予備回転動作後の状態を示す模式断面図である。以下、この図8を参照して、本実施の形態における帯電装置100Cについて説明する。なお、本実施の形態における帯電装置100Cは、上述した実施の形態1における画像形成装置1に対して、上述した帯電装置100Aに代えて取付けられるものである。
図8(A)および図8(B)に示すように、本実施の形態における帯電装置100Cは、上述した実施の形態1における帯電装置100Aと比較した場合に、帯電ローラー110Cの構成においてのみ相違しており、具体的には、一対の端部被覆部112の内側端部P1の配設位置が異なる点においてのみその構成が相違している。
より詳細には、一対の端部被覆部112の各々の内側端部P1は、導電性シャフト111の一対の第1領域R1に該当する部分と導電性シャフト111の第2領域R2に該当する部分との境界位置の各々よりも、導電性シャフト111の軸方向に沿った内側の位置に配置されている。これにより、一対の端部被覆部112は、帯電ローラー110Cの軸方向において、第1領域R1のみならず、その一部が第2領域R2にまで達するように配置されている。
この場合、図8(A)に示すように、予備回転動作前の状態においては、帯電ローラー110Cの一対の軸方向端部においてのみ、帯電ローラー110Cと感光体10とが接触しており、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1と端部被覆部112の厚みT2との和に応じた距離に保たれることになる。
この状態において予備回転動作が実行されることにより、帯電ローラー110Cのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dを覆う部分の高抵抗被膜113が、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aと摺接することになり、これによって当該部分の高抵抗被膜113が擦り切れることになり、一対の端部被覆部112の外周面112dが一部において露出することになる。
図8(B)に示すように、予備回転動作後の状態においては、一対の端部被覆部112の外周面112dの一部が露出することになり、この端部被覆部112の露出した外周面112dと、軸支部120の摺接面121aとが対向した状態となる。
この予備回転動作後の状態においては、帯電ローラー110Cの軸方向に沿って帯電ローラー110Cと感光体10とが接触することになり、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1に応じた距離に保たれることになる。
また、一対の端部被覆部112の各々のテーパー部112aは、高抵抗被膜113の残留部113eによって覆われた状態となり、一対の端部被覆部112の各々の導電性シャフト111の軸方向に沿った内側端部P1は、高抵抗被膜113によって覆われた状態に維持されることになる。
ここで、高抵抗被膜113の残留部113eのうちの第2領域R2に対応する部分は、高抵抗被膜113の導電性シャフト111を直接的に覆う部分よりも外側に向けて突出した状態となるが、当該突出部の大きさは僅かでありかつ高抵抗被膜113が比較的弾性変形し易い部材にて構成されているため、一対の押圧部130の付勢力によって当該突出部は容易に潰れることができ、これにより、第2領域R2において導電性シャフト111を覆う部分の高抵抗被膜113は、感光体10に密着することになる。したがって、上述のとおり、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1に応じた距離に保たれることになる。
この状態において画像形成のために感光体10が回転駆動された場合には、帯電ローラー110Cのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dが、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aと摺接することになり、これが擦り切れることはなく、帯電ローラー110Cは、スムーズに従動回転することになる。
以上により、予備回転動作後の状態において、帯電ローラー110Cの一対の軸方向端部において導電性シャフト111が露出することなく、導電性シャフト111が軸方向に沿って一対の端部被覆部112および高抵抗被膜113によって連続的に覆われた状態が実現できることになり、当該部分におけるリークの発生が抑制可能になる。
したがって、本実施の形態における帯電装置100Cおよびこれを備えた画像形成装置1とした場合にも、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果が得られることになり、小型化が可能であり、かつ、帯電ローラーの軸方向端部におけるリークの発生が抑制できる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置とすることができる。
(実施の形態4)
図9は、本発明の実施の形態4における帯電装置が画像形成装置に取付けられた状態を示す図であり、図9(A)は、要部の予備回転動作前の状態を示す模式断面図、図9(B)は、要部の予備回転動作後の状態を示す模式断面図である。以下、この図9を参照して、本実施の形態における帯電装置100Dについて説明する。なお、本実施の形態における帯電装置100Dは、上述した実施の形態1における画像形成装置1に対して、上述した帯電装置100Aに代えて取付けられるものである。
図9(A)および図9(B)に示すように、本実施の形態における帯電装置100Dは、上述した実施の形態1における帯電装置100Aと比較した場合に、帯電ローラー110Dの構成においてのみ相違しており、具体的には、一対の端部被覆部112の内側端部P1の配設位置が異なる点においてのみその構成が相違している。
より詳細には、一対の端部被覆部112の各々の内側端部P1は、導電性シャフト111の一対の第1領域R1に該当する部分と導電性シャフト111の第2領域R2に該当する部分との境界位置の各々よりも、導電性シャフト111の軸方向に沿った外側の位置に配置されている。これにより、一対の端部被覆部112は、帯電ローラー110Dの軸方向において第1領域R1にのみ配置されている。
この場合、図9(A)に示すように、予備回転動作前の状態においては、帯電ローラー110Dの一対の軸方向端部においてのみ、帯電ローラー110Dと感光体10とが接触しており、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1と端部被覆部112の厚みT2との和に応じた距離に保たれることになる。
この状態において予備回転動作が実行されることにより、帯電ローラー110Dのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dを覆う部分の高抵抗被膜113が、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aと摺接することになり、これによって当該部分の高抵抗被膜113が擦り切れることになり、一対の端部被覆部112の外周面112dが一部において露出することになる。
図9(B)に示すように、予備回転動作後の状態においては、一対の端部被覆部112の外周面112dの一部が露出することになり、この端部被覆部112の露出した外周面112dと、軸支部120の摺接面121aとが対向した状態となる。
この予備回転動作後の状態においては、帯電ローラー110Dの軸方向に沿って帯電ローラー110Dと感光体10とが接触することになり、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1に応じた距離に保たれることになる。
また、一対の端部被覆部112の各々のテーパー部112aは、高抵抗被膜113の残留部113eによって覆われた状態となり、一対の端部被覆部112の各々の導電性シャフト111の軸方向に沿った内側端部P1は、高抵抗被膜113によって覆われた状態に維持されることになる。
この状態において画像形成のために感光体10が回転駆動された場合には、帯電ローラー110Dのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dが、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aと摺接することになり、これが擦り切れることはなく、帯電ローラー110Dは、スムーズに従動回転することになる。
以上により、予備回転動作後の状態において、帯電ローラー110Dの一対の軸方向端部において導電性シャフト111が露出することなく、導電性シャフト111が軸方向に沿って一対の端部被覆部112および高抵抗被膜113によって連続的に覆われた状態が実現できることになり、当該部分におけるリークの発生が抑制可能になる。
したがって、本実施の形態における帯電装置100Dおよびこれを備えた画像形成装置1とした場合にも、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果が得られることになり、小型化が可能であり、かつ、帯電ローラーの軸方向端部におけるリークの発生が抑制できる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置とすることができる。
(実施の形態5)
図10は、本発明の実施の形態5における帯電装置が画像形成装置に取付けられた状態を示す図であり、図10(A)は、要部の予備回転動作前の状態を示す模式断面図、図10(B)は、要部の予備回転動作後の状態を示す模式断面図である。以下、この図10を参照して、本実施の形態における帯電装置100Eについて説明する。なお、本実施の形態における帯電装置100Eは、上述した実施の形態1における画像形成装置1に対して、上述した帯電装置100Aに代えて取付けられるものである。
図10(A)および図10(B)に示すように、本実施の形態における帯電装置100Eは、上述した実施の形態1における帯電装置100Aと比較した場合に、帯電ローラー110Eの構成においてのみ相違しており、具体的には、高抵抗被膜113の両端部の形状においてのみその構成が相違している。
より詳細には、高抵抗被膜113は、導電性シャフト111の一対の軸方向端面111bを覆う部分を有しておらず、導電性シャフト111の外端P2(図4参照)に対応する部分で途切れている。すなわち、高抵抗被膜113は、一対の端部被覆部112の外周面112dのみを覆っており、一対の端部被覆部112の延設部112bは覆っていない。これにより、導電性シャフト111の一対の軸方向端面111bは、その外周縁が一対の端部被覆部112の延設部112bによってのみ覆われた状態にある。
このように構成した場合にも、図10(B)に示すように、予備回転動作後の状態において、帯電ローラー110Eの一対の軸方向端部において導電性シャフト111が露出することなく、導電性シャフト111が軸方向に沿って一対の端部被覆部112および高抵抗被膜113によって連続的に覆われた状態が実現できることになり、当該部分におけるリークの発生が抑制可能になる。
さらには、導電性シャフト111の一対の軸方向端面においても、その外周縁が一対の端部被覆部112の延設部112bによって覆われた状態にあるため、感光体10と導電性シャフト111との間の沿面距離を確保することができ、当該部分においてもリークの発生が抑制可能になる。
したがって、本実施の形態における帯電装置100Eおよびこれを備えた画像形成装置1とした場合にも、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果が得られることになり、小型化が可能であり、かつ、帯電ローラーの軸方向端部におけるリークの発生が抑制できる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置とすることができる。
(実施の形態6)
図11は、本発明の実施の形態6における帯電装置が画像形成装置に取付けられた状態を示す図であり、図11(A)は、要部の予備回転動作前の状態を示す模式断面図、図11(B)は、要部の予備回転動作後の状態を示す模式断面図である。以下、この図11を参照して、本実施の形態における帯電装置100Fについて説明する。なお、本実施の形態における帯電装置100Fは、上述した実施の形態1における画像形成装置1に対して、上述した帯電装置100Aに代えて取付けられるものである。
図11(A)および図11(B)に示すように、本実施の形態における帯電装置100Fは、上述した実施の形態1における帯電装置100Aと比較した場合に、基本的に帯電ローラー110Fの構成において相違しており、具体的には、帯電ローラー110Fの一方の軸方向端部の形状においてその構成が相違している。
より詳細には、図11(A)および図11(B)に示す帯電ローラー110Fの一方の軸方向端部においては、導電性シャフト111の軸方向端面111bが、その外周縁のみならず当該外周縁を含む全面において、端部被覆部112の延設部112bおよび高抵抗被膜113の延設部113bによって覆われている。これに応じて、帯電装置100Fにおいては、帯電ローラー110Fの当該一方の軸方向端部側の位置において接点140(図3等参照)は設けられていない。
なお、ここではその図示を省略しているが、当該帯電ローラー110Fの他方の軸方向端部においては、上述した実施の形態1の場合と同様に、導電性シャフト111の当該他方の軸方向端面に露出領域111cが設けられており、当該露出領域111cに接触するように接点140が設けられている。
これは、導電性シャフト111に対しては、必ずしもその軸方向の両端において接点140が設けられて帯電バイアスが印加される必要はないためであり、少なくともその軸方向の一端において帯電バイアスが印加されればよいためである。
このように構成した場合にも、図11(B)に示すように、予備回転動作後の状態において、帯電ローラー110Fの一対の軸方向端部において導電性シャフト111が露出することなく、導電性シャフト111が軸方向に沿って一対の端部被覆部112および高抵抗被膜113によって連続的に覆われた状態が実現できることになり、当該部分におけるリークの発生が抑制可能になる。
さらには、導電性シャフト111の一対の軸方向端面の一方において、その全面が端部被覆部112の延設部112bおよび高抵抗被膜113の延設部113bによって覆われた状態にあるため、当該部分においてリークの発生が抑制可能になるとともに、導電性シャフト111の一対の軸方向端面の他方において、その外周縁が端部被覆部112の延設部112bおよび高抵抗被膜113の延設部113bによって覆われた状態にあるため、感光体10と導電性シャフト111との間の沿面距離を確保することができ、当該部分においてもリークの発生が抑制可能になる。
したがって、本実施の形態における帯電装置100Fおよびこれを備えた画像形成装置1とした場合にも、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果が得られることになり、小型化が可能であり、かつ、帯電ローラーの軸方向端部におけるリークの発生が抑制できる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置とすることができる。
(実施の形態7)
図12は、本発明の実施の形態7における帯電装置が画像形成装置に取付けられた状態を示す図であり、図12(A)は、要部の予備回転動作前の状態を示す模式断面図、図12(B)は、要部の予備回転動作後の状態を示す模式断面図である。以下、この図12を参照して、本実施の形態における帯電装置100Gについて説明する。なお、本実施の形態における帯電装置100Gは、上述した実施の形態1における画像形成装置1に対して、上述した帯電装置100Aに代えて取付けられるものである。
図12(A)および図12(B)に示すように、本実施の形態における帯電装置100Gは、上述した実施の形態1における帯電装置100Aと比較した場合に、帯電ローラー110Gの構成においてのみ相違しており、具体的には、一対の端部被覆部112の形状が異なる点においてのみその構成が相違している。
より詳細には、一対の端部被覆部112は、図5に示す帯電ローラー110Aとは異なり、テーパー部112aを有しておらず、導電性シャフト111の軸方向に沿って、内側端部P1から、導電性シャフト111の外端P2を覆う部分まで、一様な厚みT2を有するように構成されている。
この場合、図12(A)に示すように、予備回転動作前の状態においては、帯電ローラー110Gの一対の軸方向端部においてのみ、帯電ローラー110Gと感光体10とが接触しており、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1と端部被覆部112の厚みT2との和に応じた距離に保たれることになる。
この状態において予備回転動作が実行されることにより、帯電ローラー110Gのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dを覆う部分の高抵抗被膜113が、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aと摺接することになり、これによって当該部分の高抵抗被膜113が擦り切れることになり、一対の端部被覆部112の外周面112dが露出することになる。
図12(B)に示すように、予備回転動作後の状態においては、一対の端部被覆部112の外周面112dが露出することになり、この端部被覆部112の露出した外周面112dと、軸支部120の摺接面121aとが対向した状態となる。
この予備回転動作後の状態においては、帯電ローラー110Gの軸方向に沿って帯電ローラー110Gと感光体10とが接触することになり、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1に応じた距離に保たれることになる。
また、一対の端部被覆部112の各々の導電性シャフト111の軸方向に沿った内側端部P1は、高抵抗被膜113によって覆われた状態に維持されることになる。
ここで、高抵抗被膜113の第1領域R1に隣接する部分の第2領域R2に対応する部分には、外側に向けて突出した状態の突出部113fが残留することとなるが、当該突出部113fの大きさは僅かでありかつ高抵抗被膜113が比較的弾性変形し易い部材にて構成されているため、一対の押圧部130の付勢力によって当該突出部113fは容易に潰れることができ、これにより、第2領域R2において導電性シャフト111を覆う部分の高抵抗被膜113は、感光体10に密着することになる。したがって、上述のとおり、導電性シャフト111と感光体10との間の距離は、高抵抗被膜113の厚みT1に応じた距離に保たれることになる。
この状態において画像形成のために感光体10が回転駆動された場合には、帯電ローラー110Gのうちの一対の端部被覆部112の外周面112dが、一対の軸支部120の各々が有する摺接面121aと摺接することになり、これが擦り切れることはなく、帯電ローラー110Gは、スムーズに従動回転することになる。
以上により、予備回転動作後の状態において、帯電ローラー110Gの一対の軸方向端部において導電性シャフト111が露出することなく、導電性シャフト111が軸方向に沿って一対の端部被覆部112および高抵抗被膜113によって連続的に覆われた状態が実現できることになり、当該部分におけるリークの発生が抑制可能になる。
したがって、本実施の形態における帯電装置100Gおよびこれを備えた画像形成装置1とした場合にも、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果が得られることになり、小型化が可能であり、かつ、帯電ローラーの軸方向端部におけるリークの発生が抑制できる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置とすることができる。
<第1検証試験>
第1検証試験においては、上述した実施の形態1ないし7において示した端部被覆部として、材質や表面粗さ等が異なる各種のサンプル1ないし6を準備し、これらサンプル1ないし6のそれぞれを不織布に接触させることで不織布に対する摩擦係数を測定するとともに、当該サンプル1ないし6をそれぞれ実際に帯電装置に組み込んで、帯電ローラーの従動性が確保できるかを確認した。
不織布に対する摩擦係数の測定は、新東科学株式会社製のポータブル摩擦計(TYPE−94)を使用することで行なった。具体的には、当該摩擦計のプローブ部に不織布を貼り付け、貼り付けた不織布に各サンプル1ないし6をそれぞれ接触させることにより、各サンプルの不織布に対する摩擦係数を測定した。
帯電ローラーの従動性の確認は、コニカミノルタ株式会社製の画像形成装置(bizhub C287)を使用し、その帯電装置を改良することでコントローラーを設置し、感光体に対する当接圧を30[N/m]に設定して、各サンプルが組み込まれた帯電ローラーを当該帯電装置にセットすることで行なった。
ここで、従動性の判定に際しては、帯電ローラーを目視して確認するとともに、帯電ローラーの従動性が低下した場合に、用紙上に形成された画像にスジ状のノイズが発生することから、当該ノイズの有無によっても確認した。なお、判定結果は、目視で従動性が有ることが確認でき、かつ画像にノイズが発生していない場合に「優」とし、目視で従動性が無いことが確認できたが、一方で画像にノイズが発生していない場合に「良」とし、目視で従動性が無いことが確認でき、かつ画像にノイズが発生している場合に「不良」とした。
図13は、第1検証試験の結果を示す表である。図13に示すように、一対の端部被覆部の不織布に対する摩擦係数が0.33以下である場合に、画像にノイズが発生していないことが確認でき、一対の端部被覆部の不織布に対する摩擦係数が0.29以下である場合に、さらに帯電ローラーの従動性が確保できることが確認できた。
当該結果に基づけば、一対の端部被覆部の不織布に対する摩擦係数が0.29を超えて0.33以下である場合に、少なくとも画像にノイズが発生しないことが確認できたが、帯電ローラーの従動性を確実に担保する観点からは、一対の端部被覆部の不織布に対する摩擦係数は、0.29以下であることが好ましいと言える。
<第2検証試験>
第2検証試験においては、上述した本発明の実施の形態1における帯電装置を実際に試作し、これを画像形成装置(コニカミノルタ株式会社製の画像形成装置(bizhub C287))に取付けて、リークによる不具合が発生しないか否かを確認した。
具体的には、帯電ローラーの高抵抗被膜の厚みを15[μm]とし、200[V]印加時の帯電ローラーのローラー抵抗(LogΩ)が4.5以上6.0以下となるように、帯電ローラーを製作した。この帯電ローラーを具備した帯電装置を画像形成装置に取付け、当該帯電ローラーに対して、直流バイアスに交流バイアスを重畳したバイアスを最大で2[kV]の電圧で供給し、帯電ローラーの軸方向端部からの感光体への放電の有無を目視にて確認するとともに、感光体へのリーク電流の流れ込みの有無ならびに画像の品位の確認を行なった。
その結果、帯電ローラーの軸方向端部からの感光体への放電は無く、また、感光体へのリーク電流の流れ込みも無く、さらには画像の品位も良好であることが確認された。したがって、上述した本発明の実施の形態における帯電装置およびこれを備えた画像形成装置とすることにより、小型化が可能であり、かつ、帯電ローラーの軸方向端部におけるリークの発生が効果的に抑制できることが、実験的にも確認されたと言える。
(その他の形態等)
上述した本発明の実施の形態1ないし7において示した特徴的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて当然に相互に組み合わせることができる。
また、上述した本発明の実施の形態1ないし7においては、電子写真方式を採用したいわゆるタンデム型のカラープリンターおよびこれに具備される帯電装置に本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、本発明は、各種の帯電装置およびこれを備えた画像形成装置に適用することができる。
このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。